2模型和计算模拟参数计算

图1。磷烯-石墨烯复合材料热电性质模拟结构示意图

在热电性质的数值模拟中，结构的示意图如图1所示，我们将磷烯覆盖于石墨烯材料上，两边分别定义为热电极和冷电极，用来模拟冷热库，电极的重复结构构成缓冲区，用来减弱中间区域的电极结构和整体电极的相互影响。

图2。 磷烯与石墨烯之间相对距离与能量的关系变化图文献综述

在模型建构上，我们先分析磷烯与石墨烯相对距离与能量的关系，找出能量最低点时的间距。如图2所示，再对能量最低点的结构进行优化，磷烯与石墨烯能量最低点的间距约为3。95Å。

在数值模拟时，首先构建描述磷烯-石墨烯的哈密顿算子集合，并计算T（E）。找到优化的几何和基态的哈密尔顿算子的结构

我们利用SIESTA [7]实施密度泛函理论（DFT），使用交换的广义梯度近似（GGA）和 与Perdew-Burke-Ernzerhof参数化（PBE）相关的功能 [8]，实际空间网格定义为平面波截止能量250Ry，最大力容差为40 meV / Ang。基于以上的DFT计算结果，将平均场哈密顿量导出，结合运输代码GOLLUM[9]，利用非平衡格林函数（NEGF）方法可以分析相应的电子传输和热输运性质[10]，找出能量E的电子的透射系数T（E）：

       （1）

在这个表达式中， ，描述了由于左（L）和右（R）电极之间的耦合以及中心散射引起的电平变宽。ΣL,R(E)是与该耦合相关联的延迟自身能量， 是延迟的格林函数，其中H是哈密尔顿算子，S是重叠矩阵(二者均来自SIESTA）。热性能参数如电导G（T），电子的热导率ke（T），热功率S（T）和珀尔帖系数P（T）作为温度的函数的结点由[9]给出：

此公式T(E)是传输系数，f(E)是费米狄拉克概率分布函数 ，T是温度，E F是费米能量，G 0 =2e 2/h是电导量子，e是电子电荷，h是普朗克常数。 从这些表达式中，电子对热电品质因子 的贡献是：